軸承內(nèi)圈滾道超精機定心軸改進

秦良森，黃俊鋒，蘇軍偉，程東生

(洛陽LYC軸承有限公司 a.大型軸承廠；b.技術中心，河南 洛陽 471039)

1 現(xiàn)狀分析

軸承內(nèi)圈滾道超精機3MZ3510的工件夾具部分結(jié)構(gòu)如圖1所示，其工作原理為：工件在壓緊軸承和驅(qū)動盤的共同作用下實現(xiàn)在定心軸上的軸向定位，驅(qū)動盤帶動工件旋轉(zhuǎn)；定心軸內(nèi)部鑲有毛細油路，磨削加工中不斷向工件內(nèi)徑面噴射潤滑油，起潤滑和液壓定心作用。

1—驅(qū)動盤；2—油石；3—工件；4—壓緊軸；5—壓緊軸承；6—定心軸

經(jīng)過一段時間的使用后發(fā)現(xiàn)，該夾具中定心軸雖然定位準確、可靠，但仍有明顯不足。

(1)定心軸更換頻繁、換工件繁瑣，不適應大批量、多品種的生產(chǎn)要求。

(2)定心軸為更換件，需根據(jù)工件內(nèi)徑尺寸的不同而訂制相應規(guī)格的定心軸，但定心軸加工精度要求高，造成加工成本高、周期長。

(3)定心軸為固定件，在磨削加工中頻繁裝卸工件，長期使用后定心軸的表面精度逐漸喪失，導致工件內(nèi)徑面出現(xiàn)劃傷，內(nèi)徑面表面粗糙度超差，送檢合格率低。

2 改進方法

通過上述分析可知，由于原定心軸為固定件，在超精過程中不隨工件一起旋轉(zhuǎn)，致使定心軸與工件之間的相對轉(zhuǎn)動產(chǎn)生相互摩擦，導致了工件內(nèi)徑面的損傷。因此，需要從減少工件與定心軸之間的相互摩擦和使用方便2個方面進行改進。通過認真研究及反復論證、試驗及分析，決定將原固定的定心軸改為組合式旋轉(zhuǎn)定心軸。

改進后的定心軸結(jié)構(gòu)如圖2所示，定心軸由定心軸體、軸承、支承頭3部分組成。軸承通過螺釘、墊片和彈簧卡固定于定心軸體上，支承頭內(nèi)徑、外徑上各帶一軸肩，支承頭通過彈簧卡和內(nèi)軸肩固定于軸承上。其工作原理為：支承頭支承于工件內(nèi)徑面，起徑向定心作用，支承頭外徑面上的軸肩代替原壓緊軸承起軸向壓緊定位作用。工件在驅(qū)動盤、支承頭外軸肩的共同作用下實現(xiàn)軸向定位，并在驅(qū)動盤的帶動下實現(xiàn)工件、支承頭和軸承的同步旋轉(zhuǎn)，避免工件與支承頭之間的相互摩擦，杜絕了在超精滾道過程中工件內(nèi)徑面的損傷，工件的外觀質(zhì)量得到很大改善。

1—定心軸體；2—支承頭；3—軸承；4—墊片；5—螺釘；6—彈簧卡；7—工件

3 改進效果

從改進后的實際加工效果來看，3MZ3510軸承內(nèi)圈滾道超精機定心軸的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案效果顯著，主要表現(xiàn)為以下幾點：

(1)組合式旋轉(zhuǎn)定心軸結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠，僅支承頭為更換件，其體積小、易于加工，且更換安裝方便，非常適合大批量、多品種、換工件頻繁的生產(chǎn)現(xiàn)狀；

(2)提高了產(chǎn)品外觀質(zhì)量，工件在原裝夾工具下超精時產(chǎn)生的支承印跡和劃傷等外觀缺陷得到改善，因內(nèi)徑面劃傷而造成廢品的現(xiàn)象得以根除；

(3)生產(chǎn)效率提高30%，超精工序的交檢合格率由54%提高到94%;

(4)制造工裝的成本大大降低，工裝庫存量減少。